4. Фізичні властивості неметалів

Властивості неметалічних простих речовин відрізняються великою різноманітністю. Власне кажучи, їх об’єднує лише те, що вони, як правило, не мають тих фізичних властивостей, які є типовими для металів, тобто не володіють характерним металічним блиском, ковкістю, пластичністю, високою тепло- і електропровідністю.

Агрегатний стан

Газоподібними неметаллами є гелій \(He\), неон \(Ne\), аргон \(Ar\), криптон \(Kr\), ксенон \(Xe\) і радон \(Rn\). Їх називають інертними або благородними газами . Кожна «молекула» інертного газу складається лише з одного атому.

Такі хімічні елементи, як Гідроген \(H\), Оксиген \(O\), Нітроген \(N\), Хлор \(Cl\), Флуор \(F\) утворюють газоподібні речовини, що складаються з двохатомних молекул, відповідно — H 2 , O 2 , N 2 , Cl 2 , F 2 .

З неметалічних простих речовин при звичайних умовах рідиною є тільки бром, молекули якого є двоатомними Br 2 .

Інші неметалічні хімічні елементи при нормальних умовах є у твердому агрегатному стані. Наприклад, хімічний елемент Карбон утворює такі тверді речовини, як алмаз і графіт. Твердими є кристалічна сірка S 8 , фосфор червоний і фосфор білий P 4 , кристалічний йод I 2 .

Колір і блиск

Тільки деякі неметали на відміну від металів мають блиск. Наприклад, кристалічний йод, кремній і графіт не схожі на інші неметали — вони мають блиск, що трохи нагадує блиск металів.

Якщо для переважної більшості металів характерний сріблясто-сірий або сріблясто-білий колір, то забарвлення неметалів дуже різноманітне. Білий колір має білий фосфор, червоний — червоний фосфор, жовтий — сірка і флуор, червоно-бурий — рідкий бром, жовто-зелений — хлор, фіолетовий колір мають пари йоду, синій — рідкий кисень, сірий — графіт і силіцій. Безбарвним є алмаз, забарвлення не мають також інертні гази, азот і водень.

Деякі неметали мають запах. Наприклад, різкий задушливий запах має озон O 3 , флуор F 2 (при попаданні в органи дихання практично моментально руйнує тканини), хлор Cl 2 , бром Br 2 і йод I 2 .

Неметали, за винятком графіту, погано проводять тепло і практично не проводять електричний струм (є діелектриками).

Оскільки властивості неметалів надзвичайно різноманітні, ці речовини мають широке застосування у різних галузях народного господарства.

Такі неметали, як сірка \(S\), азот \(N_2\), фосфор \(P\) і хлор \(Cl_2\) використовуються як сировина для отримання кислот та іншої продукції.
Сірка \(S\) використовується як сировина у виробництві гум.
Сажа \(C\) служить пігментом у виробництві лаків і фарб, а також пігментом і наповнювачем у виробництві пластмас і гум.

Кисень \(O_2\) застосовують у тих випадках, коли у хворого ускладнене дихання.
Активоване вугілля \(C\) є майже у кожній домашній аптечці. Так само, як і спиртовий розчин йоду \(I_2\).
Мазі, до складу яких входить сірка \(S\), використовуються при лікуванні шкірних захворювань.
Рідкий азот \(N_2\) використовують не тільки для зберігання біологічного матеріалу, але й у косметичній медицині.

Хімічний склад сірників

Процес займання сучасних сірників такий: при терті сірникової голівки об намазку на коробці відбувається екзотермічна реакція між червоним фосфором (в намазці) і бертолетовою сіллю (в голівці сірника). Від тепла цієї реакції відбувається займання сірникової голівки.

Окислювачем у складі сірникової голівки є поки виключно КСlO3 – речовина, що дуже легко віддає свій кисень. Запалом служить сірка і тваринний (кістковий) клей. Вибір запалу обгрунтований як хімічно, так і технологічно: суміш КСlO3 + S має порівняно низьку температуру спалаху (220°С) і забезпечує легкість займання суміші; тваринний клей вводиться у вигляді водного розчину (при сушінні вода видаляється), створює необхідну консистенцію маси і оберігає при зберіганні голівки сірників від вологи. Проте зазвичай запалювальні сірникові суміші містять 6-8 компонентів, оскільки в них входять ще каталізатори, що прискорюють розкладання бертолетової солі (MnO2, К2Сr2О7), наповнювачі (залізний сурик Fe3O4, цинкові білила ZnO та ін.), речовини, що підвищують чутливість сірникової голівки до тертя (мелене скло), а також органічні барвники.

Розглянемо, як відбувається загоряння сірника. Якщо терти сірником по смужці для тертя, то загоряється червоний фосфор (80 °С). Цієї енергії достатньо для того, щоб загорілася сірка, яка входить до складу сірника. Але для того щоб загорілася деревина (300 °С), сірник біля головки покривають парафіном, при згорянні пари якого виділяється потрібна для цього енергія.